淺析屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系的施工技術(shù)

何虎

湖南中盛工程有限公司 湖南 長沙 410000

當(dāng)前我國建筑領(lǐng)域?qū)τ诖罂缍葢姨袅河斜容^廣泛的應(yīng)用，這與單體建筑規(guī)模增大以及相關(guān)功能需求擴(kuò)大有直接關(guān)系。尤其是民用建筑中，高大建筑大量涌現(xiàn)，這對(duì)于施工技術(shù)提出了更高的要求。必須高質(zhì)量解決大跨度支撐等關(guān)鍵性課題，才能夠在實(shí)際的施工作業(yè)中保證達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，包括建筑材料的選擇、搭設(shè)以及強(qiáng)化，都要在具體設(shè)計(jì)和施工中得到充分保障，通過有效的技術(shù)處理，確保工程質(zhì)量和絕對(duì)安全，這也是施工企業(yè)必須解決的現(xiàn)實(shí)問題。

1 工程概況

中投·蝴蝶谷項(xiàng)目該工程位于貴州省黔南都勻經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)北側(cè)為長通路，南側(cè)靠長秀路，西側(cè)毗鄰黔南大道，東側(cè)為長安路。本工程建筑面積約62455.71㎡。其中1#樓地上33層；2#、3#樓地上33層，地下1層。建筑結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，建筑總高度為99.3m；而就該項(xiàng)目屋面構(gòu)架的設(shè)計(jì)和施工而言，具有如下特點(diǎn)：屋面構(gòu)架模板支撐高度超過8m且又屬于高空大懸挑模板工程，最大懸挑長度為4m；根據(jù)住建部【2018】37號(hào)令《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》相關(guān)要求，本模板工程屬超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，需編制專項(xiàng)施工方案并經(jīng)過專家論證批準(zhǔn)后方可實(shí)施[1]。

2 建筑材料選擇

建筑材料對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，因此，在項(xiàng)目屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系建筑材料的選擇上，必須嚴(yán)格按照國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)充分結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，確保建筑材料能夠完全滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際安全需求。

2.1 鋼材選擇

①鋼材：鋼材是整個(gè)屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系的主要應(yīng)力承受對(duì)象，鋼材選擇極為關(guān)鍵，必須保證其強(qiáng)度和韌度。鋼材的材料應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)需滿足《碳素結(jié)構(gòu)鋼》以及《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。②鋼管：屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系建設(shè)中會(huì)用到大量鋼管，對(duì)此，在鋼管選擇時(shí)需要滿足《直縫電焊鋼管》、《低壓流體輸送用焊接鋼管》等國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)普通鋼管的各項(xiàng)規(guī)定性要求，同時(shí)還要滿足《碳素結(jié)構(gòu)鋼》對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的具體標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼管中不能存在嚴(yán)重銹蝕、彎曲、壓扁及裂紋等問題，在鋼管進(jìn)場(chǎng)前必須嚴(yán)格檢查。③鋼鑄件：鋼鑄件也是施工過程中必須重點(diǎn)關(guān)注的建筑材料，對(duì)其的選擇要以國家建筑行業(yè)《一般工程用鑄造碳鋼件》中的相關(guān)規(guī)定作為標(biāo)準(zhǔn)，確保鑄件質(zhì)量。④連接用的普通螺栓：螺栓是屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系使用非常多的一種配件，因?yàn)槠鋽?shù)量較大且用處較多，常常被忽視。對(duì)于普通螺栓的選擇，要確保其規(guī)格和質(zhì)量，必須滿足國家《六角頭螺栓C級(jí)》、《六角頭螺栓》等標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

2.2 木材選擇

木材在實(shí)際的施工建設(shè)中也會(huì)大量使用，包括模板結(jié)構(gòu)等，都會(huì)將木材作為必要的建筑材料。木材選擇，需要按照受力和用途進(jìn)行選擇，其材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)需滿足《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的各項(xiàng)具體規(guī)定。

2.3 梁、柱、板模板板材選擇

該工程選用18mm九夾板作為梁底、側(cè)模，樓板，及柱模板，該模板在保溫性能、脫模、使用等方面可以滿足實(shí)際需要，完全符合《混凝土模板用膠合板》各項(xiàng)規(guī)定內(nèi)容。

3 屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系設(shè)計(jì)

（1）懸挑梁參數(shù)。懸挑方式：普通主梁懸挑；主梁間距：2000mm；主梁與建筑物連接方式：平鋪在樓板上；錨固點(diǎn)設(shè)置方式：Φ20壓環(huán)鋼筋；主梁建筑物外懸挑長度2600mm；主梁外錨固點(diǎn)到建筑物邊緣的距離：100mm；主梁建筑物內(nèi)錨固長度：≥3400mm；梁、樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30。（2）多排懸挑梁參數(shù)。懸挑方式：聯(lián)梁懸挑；主梁間距：1000mm；主梁與建筑物連接方式：平鋪在樓板上；錨固點(diǎn)設(shè)置方式：Φ20壓環(huán)鋼筋；主梁建筑物外懸挑長度4000mm；主梁外錨固點(diǎn)到建筑物邊緣的距離：100mm；主梁建筑物內(nèi)錨固長度：5000mm；梁、樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30。

屋面構(gòu)架結(jié)構(gòu)支撐體系高度達(dá)到8.1m，屋面飄板懸挑平均長度為1.5m，最大懸挑長度為4.0m，屋面構(gòu)架飄板（107.3m）大跨度懸挑梁模板支撐體系采用20#工字鋼懸挑，20#工字鋼平鋪在樓面上（結(jié)構(gòu)標(biāo)高99.3m），在20#工字鋼上搭設(shè)排架，作為梁、板模板支撐之用。

高支模懸挑飄板(107.3m)在8--20軸之間、37--49軸間懸梁模板支撐采用20#工字鋼鋼梁懸挑，懸挑工字鋼挑梁下面增加3根砼梁，工字鋼鋼梁懸挑端下用18#槽鋼斜撐；104.1m的懸挑飄板在3--4軸、24--25軸、4--8軸、20--24軸、33--36軸、43--53軸間間懸梁模板支撐采用20#工字鋼鋼梁懸挑，采用20#工字鋼平鋪在99.3m屋面上。并用18.3mm鋼絲繩斜拉于結(jié)構(gòu)柱上。4角以96.3m預(yù)埋20#b工字鋼為支點(diǎn)，采用平均等距的4根20#工字鋼垂直頂撐99.3m預(yù)埋工字鋼[3]。

為了確保腳手架立桿在懸挑架上的穩(wěn)定性及安全性，首先，在懸挑梁上焊接12.6#槽鋼橫梁，槽鋼中焊接Φ25加強(qiáng)鋼筋。其次，在槽鋼上焊接Φ25鋼筋，鋼筋長度為200mm，立桿套座其外。

普通主梁懸梁施工腳手架橫距0.75m，縱距2.0m，步距1.8m，上部腳手板高出懸梁頂面0.3m；腳手架防護(hù)欄桿高度為1.2m。

懸梁模板支設(shè)材料采用50*100mm木方，模板采用18mm厚的多層膠合板，腳手管采用48×3.5mm鋼管，模板加固采用鐮刀卡具（步步緊）、14#鋼絲。

4 屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系的搭設(shè)施工

在具體施工過程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝流程，對(duì)整個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行充分控制，確保支撐架搭設(shè)質(zhì)量。

在實(shí)際的施工中，對(duì)懸挑鋼梁支撐架進(jìn)行搭設(shè)，其工藝流程如下步驟：放線定位→安裝懸挑鋼梁→固定懸挑鋼梁→斜撐桿焊接→架設(shè)橫梁→安裝架體底部安全平網(wǎng)→搭設(shè)排架立桿。多排懸挑梁側(cè)、平面示意圖如下圖所示：

圖1 懸挑鋼梁支撐架搭設(shè)側(cè)面圖

懸挑梁安放的位置，根據(jù)主梁預(yù)埋的壓環(huán)位置，聯(lián)排懸挑按照間距1000mm，普通主梁懸挑按照間距2000mm。

在懸挑工字鋼的尾端設(shè)置2道壓環(huán)，兩道壓環(huán)鋼筋距梁外側(cè)為100mm，間距≥400mm；外錨點(diǎn)設(shè)置1道壓環(huán)，壓環(huán)設(shè)置在梁中心位置。

將工字鋼主梁置入Π形錨環(huán)內(nèi)，采用Φ25Π形套環(huán)與工字鋼和錨環(huán)焊接，錨環(huán)與套環(huán)雙面滿焊長度為160mm，且套環(huán)與工字鋼雙面滿焊，以確保鋼梁不位移。壓環(huán)鋼筋斷面如圖2。

圖2 壓環(huán)鋼筋斷面圖

主梁支撐桿下支點(diǎn)埋設(shè)200×300mm受剪預(yù)埋件，主梁支撐桿采用18#槽鋼。

支撐桿上、下支點(diǎn)在與主梁及預(yù)埋件焊接前計(jì)算好焊接斜面并用切割機(jī)切割，如焊接面有偏差必須增加腹板焊接；每個(gè)部位的焊縫要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，即焊縫的有效高度焊縫高度≮6mm，單側(cè)有效長度不小于100mm（為確保安全，焊縫總長度不小于220mm），且不得有夾渣、氣孔等不符合質(zhì)量要求的現(xiàn)象發(fā)生[4]。

主梁及支撐桿安裝完畢后，根據(jù)排架縱橫間距在主梁上安裝12.6#槽鋼（或工字鋼）橫梁，橫梁與主梁焊接牢靠，橫梁上架設(shè)排架立桿，為了加強(qiáng)腳手架立桿底部橫梁處槽鋼的強(qiáng)度，在立桿位置焊接Φ25加強(qiáng)鋼筋。

挑架全部安裝完畢后，立即在架體底部安裝安全平網(wǎng)。

進(jìn)行排架搭設(shè)時(shí)，將立桿底部套入橫梁上焊接的25mm短鋼筋內(nèi)，同時(shí)在立桿下部距底座上部不大于0.2m處設(shè)置掃地桿。

注意事項(xiàng)

①懸挑鋼梁安放定位和放線，必須依據(jù)腳手架縱距和排距的具體情況和要求，這樣可以確保懸挑鋼梁與腳手架搭建更為堅(jiān)固穩(wěn)定。 ②鋼梁尾部錨環(huán)的固定位置要按照主梁設(shè)計(jì)定位進(jìn)行設(shè)定；通常情況下，第一道錨環(huán)距內(nèi)側(cè)0.2m，第二道錨外推0.4m，水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側(cè)30cm以上搭接長度③工字鋼主梁傳入錨環(huán)，并通過套環(huán)進(jìn)行焊接，工字鋼與套環(huán)采取雙面滿焊方式，對(duì)鋼梁進(jìn)行位置的固定。

5 施工質(zhì)量及安全管理

為確保整個(gè)屋面構(gòu)架大跨度懸挑梁模板支撐體系的施工質(zhì)量和施工安全，必須通過強(qiáng)化各個(gè)環(huán)節(jié)管理，將相關(guān)工作和工藝標(biāo)準(zhǔn)得到充分保證。

5.1 準(zhǔn)備工作

（1）模板拼裝

模板拼裝就是將模板嚴(yán)格依據(jù)尺寸和設(shè)計(jì)進(jìn)行組裝拼接成一個(gè)整體，拼裝質(zhì)量取決于對(duì)模板偏差的控制，要保證其誤差控制在允許范圍內(nèi)。完成模板的拼裝，必須逐塊進(jìn)行檢查，重點(diǎn)是檢測(cè)背楞與模板設(shè)計(jì)的吻合度，確保模板編號(hào)與設(shè)定部位保持完全一致。

（2）模板的基準(zhǔn)定位

模板安裝質(zhì)量與其基準(zhǔn)定位密切相關(guān)，在實(shí)際施工中首先要測(cè)量建筑的邊柱及墻軸線等地標(biāo)的位置，之后以軸線作為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，劃定各條軸線?；诖?，繼續(xù)完成模板內(nèi)線、邊線和外側(cè)控制線的定位和劃線。對(duì)模板的定位必須在施工前全部完成，其質(zhì)量決定了模板校正的效果，應(yīng)該給予充分重視[5]。

5.2 模板支架搭設(shè)

（1）懸挑梁支架搭設(shè)嚴(yán)格按照經(jīng)審批的專項(xiàng)施工方案進(jìn)行，模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類別、施工設(shè)備和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力以及施工荷載。

（2）在澆筑混凝土之前，應(yīng)對(duì)模板工程進(jìn)行驗(yàn)收。

（3）模板安裝和澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)模板及其支架進(jìn)行觀察和維護(hù)。發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)按施工技術(shù)方案及時(shí)進(jìn)行處理。

（4）對(duì)距地面高度大于4m的梁模板,支柱應(yīng)設(shè)置豎向斜桿和水平剪刀撐。綁扎鋼筋、澆筑混凝土應(yīng)避免碰撞模板，以防模板側(cè)向產(chǎn)生變形或失穩(wěn)。

5.3 澆搗混凝土管理

（1）混凝土質(zhì)量取決于施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的管理，其中澆筑和振搗施工是最重要的工序之一，混凝土澆筑時(shí)，澆筑方法應(yīng)先將梁根據(jù)高度分層澆搗成階梯形，從跨中向兩端對(duì)稱進(jìn)行分層澆筑，每層厚度不得大于40cm，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)即與板的混凝土一起澆搗，隨著階梯形的不斷延長，則可連續(xù)向前推進(jìn)，傾倒混凝土的方向應(yīng)與澆筑方向相反。

（2）當(dāng)澆筑柱梁及主次梁交叉處的混凝土?xí)r，一般鋼筋較密集，可將局部鋼筋解開振搗完畢后恢復(fù)。

（3）混凝土布料后及時(shí)攤開振搗。在澆筑過程中泵管布料后才開始進(jìn)行振搗，盡量避免布料與振搗同時(shí)進(jìn)行。

5.4 過程管理

（1）施工前管理

①材料管理：對(duì)進(jìn)場(chǎng)支模體系所用材料，查看其質(zhì)量合格證，做好外觀及尺寸的驗(yàn)收，并對(duì)主要承重構(gòu)件，工字鋼、欄桿等做好相應(yīng)的抽檢，確保質(zhì)量合格的產(chǎn)品用于本工程。

②交底管理：在施工前，在項(xiàng)目部召開施工作業(yè)人員交底會(huì)，根據(jù)批準(zhǔn)的施工方案，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，嚴(yán)格按照方案執(zhí)行，出現(xiàn)與方案不一致的地方，及時(shí)反饋到項(xiàng)目部。

（2）施工中管理

為確保為了確保模板支撐體系的安全和砼結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行，掌握模板支撐體系在搭設(shè)、鋼筋安裝、砼澆搗過程中及砼終凝前后的受力與變形狀況，在實(shí)際懸挑梁施工過程中全程監(jiān)控量測(cè)，對(duì)受力最大的懸挑梁處及周邊薄弱立桿處設(shè)置水平位移及立桿沉降觀測(cè)點(diǎn)，采用全站儀及水準(zhǔn)儀對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，及時(shí)分析數(shù)據(jù)，確保施工過程中桿件出現(xiàn)異常能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免出現(xiàn)安全問題。

5.5 安全管理

該分部分項(xiàng)工程屬于高空作業(yè)，臨空高度約100m，在施工過程中，嚴(yán)格遵守高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。該分部分項(xiàng)工程為重大危險(xiǎn)源，在施工管理工程中，從人、材、機(jī)、環(huán)境等因素方面進(jìn)行分析，人的方面，搭設(shè)人員有專業(yè)持證的架子工，派專職安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，進(jìn)場(chǎng)前對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行三級(jí)安全教育；材料方面，搭設(shè)用材料，均檢測(cè)合格，工字鋼，腳手架等承重構(gòu)件表觀完好；機(jī)械設(shè)備方面，對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)材料的塔吊及時(shí)保養(yǎng)與檢測(cè)，對(duì)吊繩進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行更換。環(huán)境方面的，在施工過程中，懸挑腳手架下部設(shè)置兜底安全網(wǎng)，且在一樓設(shè)置警示帶。

6 結(jié)束語

綜上所述，本工程充分利用型鋼懸挑模板支撐體系，選擇滿足本工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，通過強(qiáng)化流程管理，使得工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和安全保障達(dá)到較高水平。而基于上述工作，確保了工程質(zhì)量和使用功能，進(jìn)而企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均可得到充分保證。